Електродвигуни змінного струму: схема. Електродвигуни постійного і змінного струму
У статті ви дізнаєтеся, що таке електродвигуни змінного струму, розгляньте їх пристрій, принцип дії, область застосування. Варто зазначити, що сьогодні в промисловості понад 95 відсотків усіх використовуваних двигунів доводиться на асинхронні машини. Вони отримали велике поширення в зв`язку з тим, що у них висока надійність, вони можуть служити дуже довго за рахунок своєї ремонтопридатності.
Принцип роботи асинхронних двигунів
Щоб зрозуміти, як функціонує електродвигун, можна провести невеликий експеримент. Звичайно, для цього буде потрібно наявність спеціального інструменту. Встановіть магніт у формі підкови так, щоб він приводився в рух за допомогою ручки. Як ви знаєте, у магніту є два полюси. Між ними необхідно розташувати циліндр, виготовлений з міді. З таким розрахунком, що він може вільно навколо своєї осі обертатися. Тепер сам експеримент. Починаєте розкручувати магніт, при цьому створюється поле, яке рухається. Всередині мідного циліндра починають виникати вихрові струми, які протидіють полю магніту.
В результаті цього мідний циліндр починає обертання в ту сторону, в яку рухається постійний магніт. Причому його швидкість виявляється трохи нижче. Причина цього - при рівній швидкості силові лінії перестають перетинатися з полем магніту. Магнітне поле обертається синхронно. А ось швидкість руху самого магніту несинхронно. А якщо трошки скоротити визначення, то асинхронна. Звідси і назва електричної машини - асинхронного електродвигуна. Якщо грубо, то схема електродвигуна змінного струму приблизно така ж, як і в наведеному експерименті. Тільки магнітне поле створюється обмотки обмоткою.
Двигуни постійного струму
Вони дещо відрізняються від асинхронних електродвигунів змінного струму. По-перше, в ньому є одна або дві статорних обмотки. По-друге, спосіб зміни частоти обертання ротора дещо іншою. Але напрямок обертання ротора змінюється переполюсовкой (у асинхронних машин міняються місцями фази мережі живлення). Змінити швидкість ротора двигуна постійного струму можна, якщо збільшити або зменшити напругу, що подається на статорних обмотку.
Двигун постійного струму не може працювати без обмотки збудження, яка знаходиться на роторі. Передача напруги відбувається за допомогою щіткового вузла. Це самий ненадійний елемент конструкції. Щітки, виготовлені з графіту, з часом стираються, що призводить до виходу з ладу двигуна, йому необхідний ремонт. Зауважте, що електродвигуни постійного і змінного струму мають одні і ті ж елементи, але їх конструкції відрізняються істотно.
конструкція електродвигуна
Відео: Універсальний колекторний двигун
Як і будь-яка інша нестатичних електрична машина, асинхронний двигун складається з двох основних частин - статора і ротора. Перший елемент нерухомий, на ньому розміщуються три обмотки, які з`єднуються за певною схемою. Ротор є рухомим, його конструкція називається «білячою кліткою». Причина такої назви в тому, що внутрішній устрій дуже схоже на колесо з білкою.
Останньою, звичайно ж, немає в електродвигуні. Центрування ротора проводиться за допомогою двох кришок, що встановлюються на статорі. У них є підшипники, які полегшують обертання. На задній частині електродвигуна встановлюється крильчатка. З її допомогою проводиться охолодження електричної машини. На статорі зроблені ребра, які покращують тепловіддачу. Таким чином електродвигуни змінного струму працюють в нормальному тепловому режимі.
Статор асинхронного двигуна
Варто зазначити, що у статора сучасних асинхронних електродвигунів полюси невиражені. Якщо говорити простіше, то всередині вся поверхня ідеально гладка. З метою зменшення втрат на вихрових токах, сердечник набирається з дуже тонких листів стали. Ці листи дуже щільно прилягають один одному і згодом закріплюються в корпусі зі сталі. Статор має пази для закладання обмоток.
Обмотки виготовлені з мідного дроту. З`єднання їх провадиться в «зірку» або «трикутник». У верхній частині корпусу є невеликий щиток, повністю ізолювати. У ньому знаходяться контакти для підключення і з`єднання обмоток. Причому з`єднати обмотки можна за допомогою перемичок, що встановлюються в цьому щитку. Пристрій електродвигуна змінного струму дозволяє швидко провести з`єднання обмоток в потрібну схему.
Ротор асинхронного електродвигуна
Про нього було вже трохи сказано. Він схожий на білячу клітку. Конструкція ротора збирається з тонких сталевих листів, як і статора. У пазах ротора знаходиться обмотка, але вона може бути декількох типів. Все залежить від того, фазний або короткозамкнений ротор. Найбільш поширені останні конструкції. Товсті мідні стрижні укладаються в пази без ізоляційного матеріалу. З обох кінців ці стрижні з`єднуються мідними кільцями. іноді замість "білячій клітини" застосовуються литі ротори.
Але є ще електродвигуни змінного струму з фазним ротором. Вони використовуються набагато рідше, в основному для електродвигунів, у яких дуже велика потужність. Другий випадок, при якому необхідно використовувати фазні ротори в електродвигунах - створення великого зусилля в момент запуску. Правда, для цього необхідно використовувати спеціальний реостат.
Відео: Асинхронний двігатель.Модель і принцип роботи
Способи запуску асинхронного електродвигуна
Запустити асинхронний електродвигун змінного струму нескладно, досить тільки підключити статорні обмотки в трифазну мережу. Проводиться підключення за допомогою магнітних пускачів. Завдяки їм можна практично автоматизувати запуск. Навіть реверс зробити можна без особливих труднощів. Але в деяких випадках необхідно знижувати напругу, яка підводиться до статорні обмотки.
Проводиться це завдяки використанню схеми підключення типу «трикутник». При цьому запуск проводиться, коли обмотки з`єднані за схемою «зірка». При збільшенні числа обертів, досягненні максимального значення обмотки необхідно переключити на схему «трикутник». При цьому відбувається зменшення споживаного струму приблизно в три рази. Але необхідно враховувати, що не кожен статор може нормально функціонувати при підключенні по схемі «трикутник».
Регулювання частоти обертання
У промисловості і побуті все більшої популярності набувають частотні перетворювачі. З їх допомогою можна легким рухом руки змінити швидкість обертання ротора. Варто зауважити, що електродвигуни змінного струму використовуються спільно з частотними перетворювачами в більшості механізмів. Він дозволяє здійснити тонке налаштування приводу, при цьому немає необхідності використовувати магнітні пускачі. Всі органи управління підключаються до контактів на частотному перетворювачі. Налаштування дозволяють змінювати час розгону ротора електродвигуна, його зупинки, час мінімальної і максимальної швидкості, а також безліч інших захисних функцій.
висновок
Тепер ви знаєте, як відбувається робота електродвигуна змінного струму. Навіть вивчили конструкцію найбільш популярного асинхронного двигуна. Він є найдешевшим з усіх, які представлені на ринку. Крім того, для його нормального функціонування немає необхідності використовувати різні допоміжні пристрої. Зокрема, реостати. І тільки таке доповнення, як частотний перетворювач, здатне полегшити експлуатацію асинхронного електродвигуна, істотно розширити його можливості.
